The authors study the full system of Braginskii one-fluid transport equations with a self-consistent account of transport and dissipative phenomena in the screw-pinch geometry and derive exact self-similar solutions. The local and global plasma parameters-magnetic field, temperature and density profiles, magnetic Reynolds number, beta and pinch radius-are determined by a minimal set of external parameters, namely properly scaled magnitude of the applied axial field and an index related to the current time-evolution, and are computed as eigenfunctions and eigenvalues of the corresponding boundary value problem. The paramagnetic and diamagnetic properties of the axial field profiles are discussed in detail. Calculation of the m=1 growth rates demonstrates a relatively weak decrease of the maximum growth rate as the axial field amplitude increases although the range of unstable wavenumbers becomes substantially narrower. The solutions obtained describe plasma dynamics and profile structure in 'stabilized' pinch systems: Z-pinches with externally applied axial field and in ULQ pinches provided self-relaxation processes are suppressed.
著者らは、スクリューピンチ幾何学における輸送現象および散逸現象を自己無矛盾に考慮したブラジンスキー一流体輸送方程式の完全な系を研究し、厳密な自己相似解を導出する。局所的および大域的なプラズマパラメータ——磁場、温度、密度分布、磁気レイノルズ数、ベータ値、ピンチ半径——は、最小限の外部パラメータ、すなわち適切にスケーリングされた外部軸方向磁場の大きさと電流の時間発展に関連する指数によって決定され、対応する固有値問題の固有関数および固有値として計算される。軸方向磁場分布の常磁性特性および反磁性特性について詳細に議論する。m=1成長率の計算により、軸方向磁場振幅の増加に伴って最大成長率は比較的緩やかに減少するものの、不安定波数の範囲は大幅に狭まることが示される。得られた解は、外部軸方向磁場を有するZピンチおよびULQピンチにおけるプラズマ力学と分布構造を記述するものであり、ただし自己緩和過程が抑制される場合に限られる。